vol. 6 2/2017 Inżynier i Fizyk Medyczny
116
artykuł naukowy
\
scientific paper
stomatologia
\
stomatology
laserów, decydującymi o ich właściwościach oraz możliwości za-
stosowania klinicznego są moc oraz długość fali [1, 2].
We współczesnej medycynie oddziaływanie światła z tkan-
kami jest szeroko wykorzystywane. Oddziaływanie to wywołu-
je wiele zjawisk, jednak najważniejsze z nich to oddziaływanie:
fotochemiczne, fototermiczne, biostymulujące, fotojonizacyjne
oraz fotodysocjacyjne. Prawdziwy rozkwit technologii świetl-
nej w medycynie nastąpił w latach 60., kiedy amerykański fizyk
Theodore Maiman zbudował pierwszy prototyp lasera; był to
laser rubinowy [3]. W zależności od długości światła emitowa-
nego przez laser mogą zajść cztery zjawiska: transmisja, absorp-
cja, rozproszenie oraz odbicie. Z uwagi na zastosowanie laserów
w medycynie najważniejszym z wyżej wymienionych zjawisk jest
zjawisko absorpcji. Zjawisko to polega na absorpcji kwantu pro-
mieniowania przez materię, w wyniku czego atom absorbując
foton, przechodzi ze stanu podstawowego do stanu wzbudzo-
nego. W wyniku absorpcji natężenie wiązki światła padającego
na ośrodek ulega zmniejszeniu, natomiast wzbudzona cząstecz-
ka po jakimś czasie musi oddać część pochłoniętej energii m.in.
w wyniku przejść bezpromienistych, w których pochłonięta
energia zamieniana jest na ciepło. Takie właśnie zjawisko wyko-
rzystywane jest w medycynie.
Zastosowanie laserów przez lekarza klinicystę znacznie
zwiększa skuteczność zabiegu oraz komfort pacjenta w porów-
naniu do konwencjonalnego instrumentarium. W stomatologii
powszechnie wykorzystywane są lasery: frakcyjny CO
2
(biosty-
mulacja), erbowo-yagowy Er:YAG (stosowany do ablacji), neody-
mowo-yagowy Nd:YAG (koagulacja), argonowy (polimeryzator
materiałów światłoutwardzalnych) oraz lasery diodowe, czyli
półprzewodnikowe. Stale poszukuje się nowych rozwiązań, któ-
re nie tylko zwiększą skuteczność i przyśpieszą proces rekonwa-
lescencji, ale będą również wygodniejsze w użyciu [1-5].
Laser jako źródło
promieniowania niebieskiego
SIROLaser Blue
®
(Dentsply Sirona) to laser, którego ośrodkiem
czynnym jest półprzewodnik, zasada działania takiego lasera
opiera się na inwersji obsadzeń elektronów i dziur warstw pół-
przewodnika wywołanym ciągłym podawaniem energii. Prąd
elektryczny dostarcza energii potrzebnej do przejścia elektronu
z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa tzw. pompo-
wanie laserowe. Akcję laserową uzyskuje się po przekroczeniu
wartości progowej prądu, która zależy od rozmiarów warstwy
półprzewodnika. Długość fali światła emitowanego przez taki
laser zależy od materiału, z którego wykonana jest dioda lase-
rowa. W przypadku tego typu laserów najczęściej wykorzysty-
wanym pierwiastkiem jest gal (Ga). W zależności od mieszaniny
związku możemy uzyskać promieniowanie o barwie czerwonej
i zielonej (arsenku galu – GaP), promieniowanie o barwie czer-
wonej, pomarańczowej i żółtej (arsenofosforek galu – GaAsP),
promieniowanie o barwie niebieskiej (fosforek galowo-indowy
– InGaP, arsenek glinowo-galowy – AlGaAs i azotek galu – GaN),
promieniowanie białe (azotek indowo-galowy – InGaN) oraz dio-
dy emitujące światło podczerwone wykonane z arsenku galu
(GaAs) domieszkowanego cynkiem (Zn) i krzemem (Si) [6].
Laser SIROLaser Blue
®
jest pierwszym laserem stworzonym
wyłącznie dla branży stomatologicznej, który jako jedyny zo-
stał wyposażony w diodę o bardzo wąskim paśmie emisyjnym
przy długości fali 445 nm. Zastosowanie takiego rozwiązania
oraz niewielkie rozmiary urządzenia umożliwiają sprawne oraz
precyzyjne przeprowadzenie zabiegów chirurgicznych w trybie
bezkontaktowym. Urządzenie to powstało dzięki wynalezieniu
wydajnej diody emitującej niebieskie światło, za co Nagrodę No-
bla z fizyki w 2014 roku otrzymali Isamu Akasaki, Hiroshi Amano
i Shuji Nakamura. Rozwiązanie wykorzystujące wydajną diodę
laserową o niebieskim promieniowaniu zapewnia lepszą absorp-
cję światła w tkance miękkiej oraz zmniejsza możliwość pochła-
niania światła przez tkanki otaczające. Laser ten charakteryzuje
się mniejszą mocą, co znacząco niweluje ryzyko poparzeń i mini-
malizuje martwicę okołozabiegową [3, 4].
Jednym z podstawowych warunków zastosowania kliniczne-
go laserów jest zapewnienie bezpieczeństwa ich użycia w ob-
rębie leczonych czy stymulowanych tkanek pacjenta. Częstym
problemem w pracy lekarza stomatologa jest zjawisko nadmier-
nej emisji energii cieplnej przez lasery, która może doprowadzić
do uszkodzenia tkanek miękkich oraz twardych układu stoma-
tognatycznego. Każda z substancji ma własne widmo absorpcji,
czyli pochłania charakterystyczne dla siebie długości fali. Zdarza
się, że substancja pochłania jedną długość fali (ma jedno pasmo
absorpcji), wówczas możemy mówić o absorpcji selektywnej.
To, jaka długość fali będzie pochłaniana, zależy od rodzaju sub-
stancji, z jaką mamy do czynienia. Reakcja tkanki na laser zależy
od światła emitowanego przez laser i jej pasma absorpcji, każda
tkanka ma inne widmo absorpcyjne, które zależy od jej składni-
ków. Maksimum absorpcji fali promieniowania dla komórek krwi
przypada na 430 nm, co powoduje, iż niebieskie światło lasera
jest mniej pochłaniane przez tkanki otaczające oraz wodę i służy
do cięcia tkanek, jak również koagulacji brzegów rany. Wąskie
widmo emisyjne lasera SIROLaser Blue
®
w paśmie absorpcyjnym
wody wpływa na niewielki stopień przegrzewania tkanek. Do-
datkowo cięcia tym laserem są płytsze ze względu na mniejszą
moc lasera, co minimalizuje ryzyko uszkodzenia głęboko położo-
nych struktur anatomicznych. Laser ten bardzo dobrze spraw-
dza się w chirurgii tkanek miękkich (wycinanie miękkich guzowa-
tych zmian, plastyka wędzidełek itd.). Gojenie rany powstałej po
zastosowaniu lasera o świetle niebieskim przebiega bez powi-
kłań, bólu i powstawania blizn. Urządzenie można również wy-
korzystywać w chirurgicznym leczeniu chorób przyzębia oraz do
odkażania kanałów zębów leczonych endodontycznie [2, 5, 7].
SIROLaser Blue
®
został wyposażony w trzy diody laserowe
o różnych długościach fali: 445 nm (niebieska), 660 nm (czerwo-
na), 970 nm (podczerwona), co pozwala na zastosowanie urzą-
dzenia w chirurgii, periodontologii, endodoncji oraz biostymula-
cji.Narysunku1przedstawionozakresdziałania laseraSIROLaser
Blue
®
. Do zabiegów chirurgicznych, periodontologicznych
